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Vorrichtung zur Verminderung des Reibungsverlustes bei in Gasen oder Flüssigkeiten kreisenden Körpern.
Die in Flüssigkeiten, Gasen oder Dämpfen kreisenden Körper der Schleuderpumpenund Ventilatoren, Dampf-und Gasturbinen erzeugen infolge der Reibung namhafte Arbeitsverluste.
Auf ein kreisringfürmiges ges Flächenelement df = 2 # x d x einer Scheibe, wobei x den
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welche bekanntlich eine Arbeit
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ergeben. Diese hängt ab von einem Reibungskoeffizienten #, der Fläche df, dem spezifischen
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der absoluten Umfangsgeschwindigkeit, die in diesem speziellen Falle der ersteren gleich ist. Da
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so folgt
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d. i. die Oberfläche der Scheibe. Bei Körpern anderer Form verfährt man in gleicher Weise, um die Arbeit der Reibung zu ermitteln.
Diese Arbeit, welche bei rotierenden Körpern einen Verlust darstellt, lässt sich nach vorliegender Erfindung dadurch vermindern, dass man eine oder mehrere Scheiben beiderseits des Körpers auf der Welle oder Körpernabe lose lagert. Diese Scheiben müssen sich in ihrer äusseren Form einander und der Körperförm anschmiegen.
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der Körper b in Umdrehung versetzt, so wird infolge der entstandenen Reibung auch die
Scheibe a gedreht, und zwar in demselben Sinne wie der Körper b.
Auf die Scheibe a wirkt dann von beidon Seiten die Reibung, und zwar auf der dem Körper zugekehrten
Seite treibend und auf der anderen Seite hemmend. Im Beharrungsznstande müssen beide
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Bezeichnet man die Reibungen auf den Oberflächen mit Ti, T2, T3, T4, so stellt nur die Arbeit T, einen Arbeitsverlust dar, weil nur diese Reibung auf die Welle ein- @ wirkt. Nachdem T2 = T3, T2 = T1 und T4 = Tg, so müssen alle Reibungen einander gleich und = T sein.
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Das Differential der Reibungsarbeit ist jetzt
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wobei wr die relative und # die absolute Winkelgeschwindigkeit darstellt.
Die Gesamtarbeit
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und man erhält, wenn man w,. r = v", d. i. die relative Umfangsgeschwindigkeit setzt
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Hat man Körper komplizierterer Oberfläche, so bekommt man dieselbe Formel, wobei einen anderen Wert hat.
Sind die in Betracht kommenden Oberflächen von gleicher Beschaffenheit (gleich gross, glatt und aus gleichem Material), so kann man für die Reibungskoeffizienten gleiche Werte einsetzen ; dann müssen, um die Bedingung T = T1 = T2 = 3 = .... zu erfüllen, die relativen Geschwindigkeiten zwischen Körper und Scheibe und zwischen Scheibe und dem Gehäuse gleich sein, d. i. v-vi v, und -o = r ; daraus folgt die Geschwindig-
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ein, so erhält man
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d. i. nur ein Viertel des früheren Arbeitsverlustes. Ordnet man anstatt einer mehrere solche Scheiben beiderseits des kreisenden Körpers an, so vermindert mar. die relativen Geschwindigkeiten derart, dass bei zwei, drei, vier etc. solcher Scheiben, der A. rh < itsverlust nur 1/91 1/16'1/25 etc. des ursprünglichen beträgt.
Diese Scheiben können an ihrer Peripherie umgebogen sein, um die eventuell grösseren zylindrischen Oberflächen der rotierenden Körper zu übergreifen. Auch die nicht in Gehäusen rotierenden Körper können mit Scheiben versehen sein ; ferner können solche Scheiben auch zwangläufig bewegt werden.
Die Zeichnung (Fig. 3) zeigt als Beispiel eine Schleuderpumpe A mit lose gelagerten Scheiben B, durch welche der Arbeitsverlust infolge der Reibung ungefähr um 75% geringer wird.
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Device for reducing the friction loss in bodies circling in gases or liquids.
The bodies of centrifugal pumps and fans, steam and gas turbines, which circulate in liquids, gases or vapors, cause considerable work losses due to the friction.
On a circular surface element df = 2 # x d x of a disk, where x denotes
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which is known to be a job
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surrender. This depends on a coefficient of friction #, the area df, the specific
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the absolute peripheral speed, which in this special case is the same as the former. There
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so follows
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d. i. the surface of the disc. In the case of bodies of other shapes, the same procedure is used to determine the work of friction.
This work, which is a loss in rotating bodies, can be reduced according to the present invention by loosely mounting one or more disks on both sides of the body on the shaft or body hub. The outer shape of these disks must hug each other and the shape of the body.
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If the body b is set in rotation, the resulting friction will also cause the
Disk a rotated, in the same sense as body b.
The friction then acts on the disk a from both sides, namely on the one facing the body
Driving on one side and inhibiting on the other. In the state of inertia, both must
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If one denotes the friction on the surfaces with Ti, T2, T3, T4, then only the work T, represents a loss of work, because only this friction acts on the shaft. Since T2 = T3, T2 = T1 and T4 = Tg, all frictions must be equal to each other and = T.
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The differential of the friction work is now
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where wr is the relative and # is the absolute angular velocity.
The overall work
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and if you get w,. r = v ", i.e. sets the relative peripheral speed
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If you have bodies with a more complicated surface, you get the same formula, but has a different value.
If the surfaces in question are of the same quality (the same size, smooth and made of the same material), the same values can be used for the coefficients of friction; then, in order to meet the condition T = T1 = T2 = 3 = ...., the relative speeds between body and disk and between disk and housing must be the same, i.e. i. v-vi v, and -o = r; from this follows the speed
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one, so you get
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d. i. only a quarter of the previous job loss. If, instead of one, one arranges several such disks on both sides of the circling body, then the mar the relative velocities such that with two, three, four, etc. such disks, the loss of artery is only 1/91 1 / 16'1 / 25, etc. of the original.
These disks can be bent at their periphery in order to overlap the possibly larger cylindrical surfaces of the rotating bodies. The bodies not rotating in housings can also be provided with disks; furthermore, such disks can also be forced to move.
The drawing (Fig. 3) shows as an example a centrifugal pump A with loosely mounted disks B, through which the loss of work due to the friction is about 75% lower.